La lignina como alternativa de estabilización en suelos finos

Abstract

Este trabajo de revisión de literatura se centra en explorar el potencial de la lignina, el segundo biopolímero más abundante en la tierra, que se transforma en un subproducto conocido como licor negro en los procesos de la industria del papel y cartón. Se investiga su viabilidad debido al creciente interés en encontrar otros usos y transformaciones para la lignina, ya que se ha optado por desecharla en las fuentes hídricas o se quema para la generación de energía; esta tendencia surge en respuesta a la demanda global de sustitución o reducción del uso de materiales convencionales contaminantes. Entre las aplicaciones destacadas se encuentra su uso como alternativa para estabilizar suelos finos en ingeniería civil, con el empleo de la lignina tecnificada, en especial con la lignina en polvo tipo lignosulfonato. Sin embargo, se evidencia que la falta de productores comerciales de lignina en polvo en Colombia limita la experimentación con este producto, lo que sugiere una mayor investigación en los procesos de obtención de lignina tecnificada. La utilización de lignina como agente estabilizador es prometedora y sostenible, respaldada por evidencia científica recopilada desde 2003 hasta 2023. El estabilizante demuestra su efectividad en concentraciones óptimas del 6% al 12% respecto al peso seco del suelo, especialmente en suelos limosos, con períodos de curado estándar de 7 a 28 días. Finalmente, se sugiere que la lignina podría complementar estabilizantes convencionales como la cal y el cemento, ya que mejora las propiedades del suelo, pero no representa un mayor rendimiento frente a los ampliamente utilizados. Incorporar la lignina como complemento podría reducir la necesidad de los estabilizantes convencionales, lo que conllevaría a una disminución de costos en proyectos reales, como en el caso de Colombia, donde aproximadamente el 70% de la red vial está compuesta por vías terciarias, y solo el 10% de éstas se encuentra en buenas condiciones.

This literature review focuses on exploring the potential of lignin, the second most abundant biopolymer on Earth, which is transformed into a byproduct known as black liquor in the processes of the paper and cardboard industry. Its viability is being investigated due to the increasing interest in finding other uses and transformations for lignin, as it is currently either discarded in water sources or burned for energy generation; this trend arises in response to the global demand for substituting or reducing the use of conventional contaminating materials. Among the highlighted applications is its use as an alternative for stabilizing fine soils in Civil Engineering, through the use of technified lignin, especially with lignin powder such as lignosulfonate. However, it is evident that the lack of commercial producers of lignin powder in Colombia limits the experimentation with this product, suggesting further research in the processes of obtaining technified lignin. The use of lignin as a stabilization agent is promising and sustainable, supported by scientific evidence collected from 2003 to 2023. The stabilizer demonstrates its effectiveness at optimal concentrations ranging from 6% to 12% regarding the dry weight of the soil, especially with silty soils, with standard curing periods of 7 to 28 days. Finally, it is suggested that lignin could complement conventional stabilizers such as lime and cement, as it improves soil properties but does not yield higher performance compared to widely used ones. Incorporating lignin as a complement could reduce the need for conventional stabilizers, leading to cost reductions in real projects, as in the case of Colombia, where approximately 70% of the road network consists of tertiary roads, and only 10% of these are in good condition.